NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ 3D ĐỂ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ VÙNG ĐÔNG NAM BỘ VÀ THỬ NGHIỆM BIỂU DIỄN KẾT QUẢ TRÊN WEB

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  - NGUYỄN THANH NGÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ 3D ĐỂ DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ VÙNG ĐÔNG NAM BỘ VÀ THỬ NGHIỆM BIỂU DIỄN KẾT QUẢ TRÊN WEB Chuyên ngành : Quản Lý Môi Trường Mã số : 60 85 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS LÊ HOÀNG NGHIÊM (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: PGS.TSKH BÙI TÁ LONG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: TS HỒ QUỐC BẰNG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 03 tháng 08 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS NGUYỄN PHƯỚC DÂN (Chủ tịch Hội đồng) PGS.TSKH BÙI TÁ LONG TS HỒ QUỐC BẰNG TS VÕ LÊ PHÚ (Đọc nhận xét thay cho TS LÊ HOÀNG NGHIÊM) TS HÀ DƯƠNG XUÂN BẢO Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THANH NGÂN MSHV: 10260579 Ngày tháng năm sinh: 18/04/1987 Nơi sinh: TP.Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Quản Lý Môi Trường Mã số: 60 85 10 I TÊN ĐỀ TÀI Nghiên cứu ứng dụng mô hình chất lượng không khí 3D để dự báo chất lượng không khí vùng Đông Nam Bộ thử nghiệm biểu diễn kết web II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Đề tài chia thành tám nội dung nghiên cứu (sau góp ý Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ): - Nội dung 1: thu thập tổng hợp liệu quan trắc KT, CLKK KVNC - Nội dung 2: thu thập tổng hợp liệu KT liệu phát thải làm liệu đầu vào cho mô hình KT CLKK - Nội dung 3: cài đặt vận hành mô hình KT mô hình CLKK để tính toán yếu tố KT nồng độ chất gây ô nhiễm KVNC - Nội dung 4: hiệu chỉnh mô hình KT mô hình CLKK, xử lý liệu đầu ra, xuất kết tính toán từ mô hình - Nội dung 5: so sánh nhận xét kết tính toán từ mô hình KT mô hình CLKK - Nội dung 6: tính giá trị AQI dựa vào kết tính nồng độ chất CO, NO, NO2, O3, SO2 từ mô hình CLKK - Nội dung 7: sử dụng công cụ GIS để biểu diễn kết yếu tố KT, nồng độ chất gây ô nhiễm kết AQI đồ chuyên đề - Nội dung 8: xây dựng trang web “Dự báo Chất lượng không khí vùng Đông Nam Bộ” để biểu diễn kết dự báo CLKK từ mô hình CLKK III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ Tháng năm 2011 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ Ngày 01 tháng năm 2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tiến sĩ LÊ HOÀNG NGHIÊM Tp HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG -i- LỜI CẢM ƠN Ở trang luận văn, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến với gia đình, thầy cô, anh chị đồng nghiệp bạn khóa – người động viên, giúp đỡ, hỗ trợ khích lệ tác giả suốt trình thực luận văn - Trước tiên, xin cám ơn người gia đình đùm bọc, yêu thương, chỗ dựa tinh thần vững cho sẵn sàng giúp đỡ, hỗ trợ cần thiết Con xin cám ơn ba mẹ đã tin tưởng vào điều lựa chọn, tạo điều kiện tốt để tập trung vào việc học Con xin cám ơn dì Năm dượng Năm định hướng, hỗ trợ giúp đỡ suốt ba năm học tập làm việc vừa qua - Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Hoàng Nghiêm tận tình giúp đỡ, hướng dẫn truyền đạt kiến thức bổ ích, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn - Em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Kỳ Phùng, cô Nguyễn Thị Bảy, thầy Hà Quang Hải, thầy Trần Tuấn Tú, cô Dương Thị Thúy Nga tận tình truyền đạt dạy, giúp em có tảng kiến thức vững vàng lĩnh vực mô hình hóa GIS - Em xin chân thành cảm ơn thầy Hà Dương Xuân Bảo, thầy Tống Thanh Danh, cô Nguyễn Thị Vân Hà, thầy Trần Hoàng Hảo, thầy Nguyễn Việt Kỳ, thầy Nguyễn Tấn Phong, cô Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh, thầy Phùng Chí Sỹ, thầy Bùi Xuân Thành, thầy Phan Xuân Thạnh, cô Lê Thị Hồng Trân, thầy Lê Văn Trung, thầy Nguyễn Đình Tứ, thầy Dương Nguyên Vũ tận tình truyền đạt kiến thức chuyên môn bổ ích cần thiết, giúp em phát triển kỹ nghề nghiệp tương lai - Em xin chân thành cám ơn thầy Lưu Đình Hiệp, anh Thiều Quang Hà, anh Lý Trung Trí Dũng anh chị đồng nghiệp Trung tâm DITAGIS tận tình hỗ trợ mặt thời gian làm luận văn nơi làm việc, tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn - Em xin chân thành cảm ơn chị Lê Thị Thùy Linh, chị Nguyễn Trúc Kim Uyên, chị Đỗ Thị Vân, chị Trần Thị Vương tận tình góp ý, giải đáp thắc mắc, giúp đỡ em trình thực luận văn - Cuối cùng, xin cám ơn bạn Đỗ Minh Tiến động viên, khích lệ suốt trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn anh chị bạn học viên lớp cao học QLMT khóa 2008, 2009, 2010 quan tâm giúp đỡ thời gian học TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2012 Tác giả -ii- TÓM TẮT Vùng Đông Nam Bộ trung tâm kinh tế – xã hội quan trọng bậc miền Nam Việt Nam Trong năm gần đây, vùng Đông Nam Bộ phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm không khí trầm trọng Sự ô nhiễm không khí làm cho sức khỏe người dân vùng giảm sút nghiêm trọng Chính lý đó, nghiên cứu thực nhằm dự báo chất lượng không khí xây dựng trang web thông tin chất lượng không khí cho vùng Đông Nam Bộ, giúp người dân vùng chủ động phòng tránh tác động ô nhiễm không khí đến sức khỏe thân Nghiên cứu sử dụng bốn hệ thống mô hình khí tượng-chất lượng không khí quang hóa 3D để tính nồng độ năm chất gây ô nhiễm: CO, NO, NO2, O3, SO2 Để tính toán yếu tố khí tượng, tác giả sử dụng hai mô hình khí tượng MM5 WRF (UCAR) Để tính toán nồng độ chất gây ô nhiễm, tác giả sử dụng hai mô hình quang hóa CMAQ (CMAS) CHIMERE (IPSL/LMD) Dữ liệu đầu vào hệ thống mô hình thu thập từ ba nguồn sau: liệu địa hình đầu vào USGS, liệu khí tượng đầu vào UCAR liệu phát thải đầu vào CGRER GEIA Quá trình nghiên cứu chia làm bốn bước: mô phỏng, dự báo, tính Chỉ số Chất lượng Không khí (AQI) xây dựng trang web Các kết từ trình mô nồng độ O3 giúp tác giả xác định hệ thống mô hình WRF-CMAQ hệ thống mô hình phù hợp để dự báo chất lượng không khí khu vực nghiên cứu (KVNC) Quá trình dự báo thực thời đoạn từ 16 đến 28 tháng năm 2012 KVNC, với độ phân giải ô lưới 11,1 km (6 phút) Giá trị nồng độ chất gây ô nhiễm từ trình dự báo sử dụng để tính AQI theo Các kết tính AQI theo khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh khu vực thường xuyên có giá trị AQI theo cao so với khu vực khác KVNC Ngoài ra, kết tính AQI theo xác định khoảng thời gian 10:00-14:00 19:00-23:00 ngày hai khoảng thời gian có giá trị AQI theo vị trí khảo sát cao Các kết tính AQI theo chuyển thành đồ AQI đồ thị AQI công cụ GIS Các đồ AQI đồ thị AQI biểu diễn trang web “Dự báo chất lượng không khí vùng Đông Nam Bộ” xây dựng tảng Joomla 2.5 -iii- ABSTRACT Southeast Region of Vietnam is one of the most important economic-social centers of Southern Vietnam In recent years, this area is faced with the serious status of air pollution The air pollution has made the health of the people in this area decline significantly For that reason, this study is conducted to forecast air quality level and build an air quality information website for Southeast Region of Vietnam, help people in this area actively prevent the effects of air pollution on their health This research uses four 3D meteorological-photochemical modeling systems to calculate the concentration of five pollutants: CO, NO, NO2, O3, SO2 To calculate the meteorological factors, the author uses two meteorological models MM5 and WRF (UCAR) To calculate the concentration of the pollutants that is mentioned above, the author uses two photochemical model CMAQ (CMAS) and CHIMERE (IPSL/LMD) The input data for these modeling systems is collected from three main sources: the terrain input data from USGS, the meteorological input data from UCAR, the emission input data from CGRER and GEIA Research process is divided into four steps: simulation, forecasting, hourly Air Quality Index (AQI) calculation and website construction The results from the O3 concentration simulation process show that the WRF-CMAQ modeling system is the suitable modeling system to forecast air quality at the study area The forecasting process has been done in the period from 16th to 28th February 2012, with grid cell resolution 11.1 km (6 minutes) The concentration values of pollutants from the forecasting process are used to calculate the hourly AQI at the study area The results of hourly AQI calculation process point out the urban area of Ho Chi Minh City is the area that often has the hourly AQI values higher than other areas of the study area In addition, the results of hourly AQI calculation process also show that 10:00-14:00 and 19:00-23:00 are two periods of day that the sampler locations have highest hourly AQI values The results of hourly AQI calculation process are converted to the AQI maps and AQI plots by GIS tools These AQI maps and AQI plots are displayed on the “Air Quality Forecast for Southeast Region of Vietnam” website which is built on Joomla 2.5 platform -iv- LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ Tôi tên Nguyễn Thanh Ngân, học viên cao học chuyên ngành Quản Lý Môi Trường khóa 2010, mã số học viên 10260579, xin cam đoan: luận văn tốt nghiệp cao học “Nghiên cứu ứng dụng mô hình chất lượng không khí 3D để dự báo chất lượng không khí vùng Đông Nam Bộ thử nghiệm biểu diễn kết web” công trình nghiên cứu khoa học thực thân tôi, thực hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Lê Hoàng Nghiêm Các liệu, hình ảnh, số liệu thông tin tham khảo luận văn thu thập từ nguồn đáng tin cậy, qua kiểm chứng, công bố rộng rãi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng phần Tài Liệu Tham Khảo Các đồ, đồ thị, số liệu tính toán kết nghiên cứu luận văn thực cách nghiêm túc, trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin lấy danh dự uy tín thân để đảm bảo cho lời cam đoan TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2012 Tác giả -v- MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ .i LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii ABSTRACT .iii LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC BIỂU ĐỒ xv DANH MỤC HÌNH ẢNH xxii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .xxvii CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Khu vực nghiên cứu 1.6.1 Ý nghĩa khoa học .5 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn .6 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ 2.1.1 Khái niệm ô nhiễm môi trường không khí 2.1.2 Nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí 2.1.3 Phân loại chất gây ô nhiễm môi trường không khí 11 2.1.4 Giới thiệu sơ lược năm chất khảo sát 12 2.2.1 Chỉ số AQI theo U.S EPA 19 2.2.2 Chỉ số AQI Quyết định 878/QĐ-TCMT 23 2.3.1 Khái niệm mô hình khí tượng 26 2.3.2 Lưới tính mô hình khí tượng 27 2.3.3 Các phương trình chuyển động mô hình khí tượng 27 2.3.4 Phương pháp tính mô hình khí tượng 28 2.3.5 Dữ liệu đầu vào mô hình khí tượng 29 -vi- 2.3.6 Mô hình PSU/NCAR mesoscale model (MM5) 29 2.3.7 Mô hình Weather Research and Forecasting (WRF) 30 2.4.1 Giới thiệu mô hình chất lượng không khí 31 2.4.2 Mô hình quang hóa 32 2.4.3 Lưới tính mô hình quang hóa 42 2.4.4 Cơ chế phản ứng mô hình quang hóa .42 2.4.5 Dữ liệu đầu vào mô hình quang hóa 45 2.4.6 Mô hình Community Multiscale Air Quality Model (CMAQ) 45 2.4.7 Mô hình Chemistry-transport Multiscale Model (CHIMERE) .46 CHƯƠNG III 48 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 3.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 48 3.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 52 3.3.1 Phương pháp khảo sát thực địa thu thập liệu 56 3.3.2 Phương pháp tổng hợp phân tích liệu 56 3.3.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 56 3.3.4 Phương pháp mô hình hóa 57 3.3.5 Phương pháp ứng dụng GIS .57 3.3.6 Phương pháp xây dựng trang web để biểu diễn kết dự báo .58 3.3.7 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 58 3.4.1 Nhóm phần mềm thống kê – tính toán – xử lý số liệu 58 3.4.2 Nhóm phần mềm soạn thảo xử lý văn 59 3.4.3 Nhóm phần mềm mô hình hóa KT 60 3.4.4 Nhóm phần mềm mô hình hóa CLKK .60 3.4.5 Nhóm phần mềm Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) 62 3.4.6 Nhóm phần mềm thiết kế lập trình web .62 CHƯƠNG IV 64 KẾT QUẢ CHẠY MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG 64 MÔ HÌNH KT-CLKK 3D 64 4.1 CHẠY MÔ PHỎNG CÁC MÔ HÌNH KT .64 4.1.1 Miền tính thời đoạn chạy mô mô hình KT 64 4.1.2 Dữ liệu đầu vào mô hình KT .66 4.1.3 Quy trình chạy mô mô hình KT 69 -189Other Alkane 86 1,552 4,2402 4,2402 Other NMVOCs 72 0,801 2,1885 2,1885 Acetylene C2H2 26 0,5 0,122 0,3333 0,1667 28,0 1,264 1,264 1,0000 1,0000 3,976 3,976 1,0000 1,0000 4,714 1,1856 1,1856 2,4844 2,4844 13 Ethene C2H4 Ethene C2H4 14 Propene C3H6 Propene C3H6 Terminal-Alkene 42,0 56,2 Internal-Alkene 56,2 9,881 15 Isoprene C5H8 Isoprene (5 C) 68 15,14 15,14 1,0000 1,0000 16 α-Pinene APINEN Terprene (10 C) 136 9,908 7,986 1,2405 1,2405 17 OXYL Benzene C6H6 0,21 2,055 0,1022 0,1022 (All aromatic species) Toluene CH3C6H5 0,894 0,4351 0,4351 106 2,58 1,2554 1,2554 117 4,086 1,9881 1,9881 30,0 1,405 1,405 1,0000 1,0000 1,0110 Xylene C6H4(CH3)2 Other Aromatics 78,1 92,1 18 HCHO Formaldehyde HCHO 19 CH3CHO Other-Aldehydes 88 2,39 2,364 1,0110 20 CH3COE Ketone 126 0,268 0,173 1,5491 1,5491 (Nguồn: INERIS, 2005) -190- PHỤ LỤC F TOÀN VĂN QUYẾT ĐỊNH 878/QĐ-TCMT CỦA TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG VIỆT NAM VỀ CÁCH TÍNH CHỈ SỐ AQI [11] BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG Độc lập- Tự do- Hạnh phúc Số: 878 /QĐ-TCMT Hà Nội, ngày 01 tháng năm 2011 QUYẾT ĐỊNH Về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán số chất lượng không khí (AQI) TỔNG CỤC TRƯỞNG TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG Căn Luật Bảo vệ môi trường ngày 29 tháng 11 năm 2005; Căn Quyết định số 132/2008/QĐ-TTg ngày 30 tháng năm 2008 Thủ tướng Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Tổng cục Môi trường; Theo đề nghị Giám đốc Trung tâm Quan trắc môi trường Vụ trưởng Vụ Chính sách Pháp chế, QUYẾT ĐỊNH: Điều Ban hành kèm theo Quyết định sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán số chất lượng không khí Điều Quyết định có hiệu lực kể từ ngày ban hành Điều Giám đốc Trung tâm Quan trắc môi trường, Thủ trưởng đơn vị trực thuộc Tổng cục Môi trường, trạm Quan trắc môi trường tổ chức, cá nhân có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định này./ -191- Nơi nhận: - Như Điều 3; - Các Phó Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường; - Sở TN&MT tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương; - Lưu: VT, CSPC, QTMT TỔNG CỤC TRƯỞNG Đã ký Bùi Cách Tuyến -192- PHỤ LỤC G TOÀN VĂN SỔ TAY HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI) [12] BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG Độc lập- Tự do- Hạnh phúc SỔ TAY HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI) (Ban hành kèm theo Quyết định số 878 /QĐ-TCMT ngày 01 tháng năm 2011 Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường) Phần I QUY ĐỊNH CHUNG Phạm vi điều chỉnh Văn hướng dẫn việc tính toán số chất lượng không khí từ số liệu quan trắc trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục Đối tượng áp dụng Hướng dẫn áp dụng quan quản lý nhà nước môi trường; tổ chức, cá nhân có tham gia vào mạng lưới quan trắc môi trường tham gia vào việc công bố thông tin chất lượng môi trường cho cộng đồng Giải thích từ ngữ Trong sổ tay hướng dẫn, từ ngữ hiểu sau: Chỉ số chất lượng không khí (viết tắt AQI) số tính toán từ thông số quan trắc chất ô nhiễm không khí, nhằm cho biết tình trạng chất lượng không khí mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe người, biểu diễn qua thang điểm Trong hướng dẫn số chất lượng không khí áp dụng tính cho 02 loại: - Chỉ số chất lượng không khí theo ngày; - Chỉ số chất lượng không khí theo -193- AQI thông số giá trị tính toán AQI cho thông số quan trắc AQI theo ngày (AQId) giá trị tính toán cho AQI áp dụng cho ngày AQI tính theo trung bình 24 (AQI24h) giá trị tính toán AQI sử dụng số liệu quan trắc trung bình 24 AQI theo (AQIh) giá trị tính toán AQI áp dụng cho Trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục trạm quan trắc cố định có khả đo tự động liên tục thông số chất lượng không khí Quy chuẩn: Quy chuẩn sử dụng để tính toán AQI mức quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng không khí xung quanh hành (QCVN 05:2009/BTNMT) Các nguyên tắc xây dựng số AQI Các nguyên tắc xây dựng số AQI bao gồm: - Bảo đảm tính phù hợp; - Bảo đảm tính xác; - Bảo đảm tính quán; - Bảo đảm tính liên tục; - Bảo đảm tính sẵn có; - Bảo đảm tính so sánh Mục đích việc sử dụng số chất lượng không khí - Đánh giá nhanh chất lượng không khí cách tổng quát; - Có thể sử dụng nguồn liệu để xây dựng đồ phân vùng chất lượng không khí; - Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan; - Nâng cao nhận thức môi trường Phần II TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ Các yêu cầu việc tính toán số chất lượng không khí -194- - Chỉ số chất lượng không khí tính toán riêng cho số liệu trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục môi trường không khí xung quanh; - AQI tính toán cho thông số quan trắc Mỗi thông số xác định giá trị AQI cụ thể, giá trị AQI cuối giá trị lớn giá trị AQI thông số; - Thang đo giá trị AQI chia thành khoảng định Khi giá trị AQI nằm khoảng đó, thông điệp cảnh báo cho cộng đồng ứng với khoảng giá trị đưa Quy trình tính toán sử dụng AQI đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh Quy trình tính toán sử dụng AQI đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh bao gồm bước sau: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định liên tục (số liệu qua xử lý) Tính toán số chất lượng không khí thông số theo công thức Tính toán số chất lượng không khí theo giờ/theo ngày So sánh số chất lượng không khí với bảng xác định mức cảnh báo ô nhiễm môi trường không khí mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe người Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc Số liệu quan trắc thu thập phải đảm bảo yêu cầu sau: - Số liệu quan trắc sử dụng để tính AQI số liệu quan trắc trạm quan trắc không khí cố định, tự động, liên tục Số liệu quan trắc bán tự động không sử dụng việc tính AQI; - Các thông số thường sử dụng để tính AQI thông số quy định QCVN 05:2009/BTNMT bao gồm: SO2, CO, NOx, O3, PM10, TSP; - Số liệu quan trắc đưa vào tính toán qua xử lý, đảm bảo loại bỏ giá trị sai lệch, đạt yêu cầu quy trình quy phạm đảm bảo kiểm soát chất lượng số liệu Tính toán giá trị AQI theo a Giá trị AQI theo thông số (AQIxh) -195- Giá trị AQI theo thông số tính toán theo công thức sau đây: AQI xh = TS x 100 QC x TSx: Giá trị quan trắc trung bình thông số X QCx: Giá trị quy chuẩn trung bình thông số X Lưu ý: Đối với thông số PM10: quy chuẩn trung bình giờ, lấy quy chuẩn TSP trung bình thay cho PM10 AQIxh : Giá trị AQI theo thông số X (được làm tròn thành số nguyên) b Giá trị AQI theo Sau có giá trị AQIxh theo thông số, chọn giá trị AQI lớn 05 thông số thời gian (01 giờ) để lấy làm giá trị AQI theo AQIh = max(AQIhx) Trong 01 ngày, thông số có 24 giá trị trung bình 01 giờ, vậy, thông số tính toán 24 giá trị AQI xh giờ, tương ứng tính toán 24 giá trị AQI theo để đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe người theo Tính toán giá trị AQI theo ngày a Giá trị AQI theo ngày thông số Đầu tiên tính giá trị trung gian AQI trung bình 24 thông số theo công thức sau đây: AQI x24h = TS x 100 QC x TSx: giá trị quan trắc trung bình 24 thông số X QCx: giá trị quy chuẩn trung bình 24 thông số X AQIx24: giá trị AQI tính giá trị trung bình 24 thông số X (được làm tròn thành số nguyên) Lưu ý: không tính giá trị AQI24hO3 Giá trị AQI theo ngày thông số xác định giá trị lớn số giá trị AQI theo thông số 01 ngày giá trị AQI trung bình 24 thông số -196- AQI xd = max( AQI x24 h , AQI xh ) d O3 Lưu ý: Giá trị AQI d h O3 = max(AQI ) x Trong AQI giá trị AQI ngày thông số X b Giá trị AQI theo ngày Sau có giá trị AQI theo ngày thông số, giá trị AQI lớn thông số lấy làm giá AQI theo ngày trạm quan trắc AQI d = max( AQI xd ) So sánh số chất lượng không khí tính toán với bảng Sau tính toán số chất lượng không khí, sử dụng bảng xác định giá trị AQI tương ứng với mức cảnh báo chất lượng không khí mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe người để so sánh, đánh giá, cụ thể sau: Khoảng giá Chất lượng Ảnh hưởng sức khỏe Màu trị AQI không khí – 50 Tốt Không ảnh hưởng đến sức khỏe Xanh 51 – 100 Trung bình 101 – 200 Kém 201 – 300 Xấu Trên 300 Nguy hại Nhóm nhạy cảm nên hạn chế thời gian Vàng bên Nhóm nhạy cảm cần hạn chế thời gian Da bên cam Nhóm nhạy cảm tránh Những Đỏ người khác hạn chế bên Mọi người nên nhà Nâu Ghi chú: Nhóm nhạy cảm bao gồm: trẻ em, người già người mắc bệnh hô hấp Phần III ÁP DỤNG CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG CÔNG BỐ THÔNG TIN MÔI TRƯỜNG CHO CỘNG ĐỒNG Công bố thông tin chất lượng không khí xung quanh mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng Chỉ số chất lượng không khí sau tính toán, xác định mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe người sử dụng báo cáo chất -197- lượng không khí, báo cáo trạng môi trường Các thông tin cần đưa công bố, công khai phổ biến rộng rãi cho cộng đồng Yêu cầu nội dung thông tin công bố AQI Yêu cầu nội dung thông tin công bố AQI bao gồm: - Tên trạm quan trắc, địa điểm trạm quan trắc; - Giá trị AQI theo ngày, giá trị AQI theo mức cảnh báo ô nhiễm tương ứng với mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe người; - Thông số có mức ô nhiễm cao (thông số ứng với giá trị AQI lớn thông số có mức độ ô nhiễm cao nhất) Hình thức công bố Thông tin AQI công bố cho cộng đồng thông qua phương tiện thông tin đại chúng báo chí, truyền thanh, truyền hình, bảng thông tin điện tử, trang thông tin điện tử Phần IV TỔ CHỨC THỰC HIỆN Trung tâm Quan trắc môi trường chịu trách nhiệm hỗ trợ, hướng dẫn việc triển khai Quy định hướng dẫn tính toán số chất lượng không khí Trong trình thực hiện, có vướng mắc, đề nghị quan, tổ chức, cá nhân phản ánh kịp thời Tổng cục Môi trường để nghiên cứu sửa đổi, bổ sung./ TỔNG CỤC TRƯỞNG Đã ký Bùi Cách Tuyến CÁC GIÁ TRỊ QCx TRONG QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH QCVN 05:2009/BTNMT Đơn vị tính: µg/m3 TT Thông số Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình -198- 01 08 24 năm SO2 350 - 125 50 CO 30.000 10.000 5.000 - NOx 200 - 100 40 O3 180 120 80 - Bụi lơ lửng (TSP) 300 - 200 140 - 150 50 Bụi £ 10 mm (PM10) Ghi chú: Dấu (-) không quy định -199- PHỤ LỤC H QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH QCVN 05:2009/BTNMT [1] CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM QCVN 05 : 2009/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH National technical regulation on ambient air quality HÀ NỘI – 2009 -200- Lời nói đầu QCVN 05: 2009/BTNMT Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng không khí biên soạn, Tổng cục Môi trường, Vụ Khoa học Công nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt, ban hành kèm theo Thông tư số 16/2009/TT-BTNMT ngày 07 tháng 10 năm 2009 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường -201- QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH National technical regulation on ambient air quality QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Phạm vi áp dụng 1.1.1 Quy chuẩn quy định giá trị giới hạn thông số bản, gồm lưu huỳnh đioxit (SO2), cacbon (CO), nitơ oxit (NOx), ôzôn (O3), bụi lơ lửng, bụi PM10 (bụi ≤ 10μm) chì (Pb) không khí xung quanh 1.1.2 Quy chuẩn áp dụng để đánh giá chất lượng không khí xung quanh giám sát tình trạng ô nhiễm không khí 1.1.3 Quy chuẩn không áp dụng để đánh giá chất lượng không khí phạm vi sở sản xuất không khí nhà 1.2 Giải thích từ ngữ Trong quy chuẩn thuật ngữ hiểu sau: 1.2.1 Trung bình giờ: Là trung bình số học giá trị đo khoảng thời gian phép đo thực lần giờ, giá trị phép đo thực 01 lần khoảng thời gian Giá trị trung bình đo nhiều lần 24 (một ngày đêm) theo tần suất định Giá trị trung bình lớn số giá trị đo 24 lấy so sánh với giá trị giới hạn quy định Bảng 1.2.2 Trung bình giờ: Là trung bình số học giá trị đo khoảng thời gian liên tục 1.2.3 Trung bình 24 giờ: trung bình số học giá trị đo khoảng thời gian 24 (một ngày đêm) 1.2.4 Trung bình năm: trung bình số học giá trị trung bình 24 đo khoảng thời gian năm QUY CHUẨN KỸ THUẬT Giá trị giới hạn thông số không khí xung quanh quy định Bảng -202- Bảng 1: Giá trị giới hạn thông số không khí xung quanh Đơn vị: Microgam mét khối (μg/m3) TT Thông số Trung bình Trung bình Trung bình 24 Trung bình năm SO2 350 - 125 50 CO 30000 10000 5000 - NOx 200 - 100 40 O3 180 120 80 - Bụi lơ lửng (TSP) 300 - 200 140 Bụi ≤ 10 μm (PM10) - - 150 50 Pb - - 1,5 0,5 Ghi chú: Dấu (-) không quy định PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Phương pháp phân tích xác định thông số chất lượng không khí thực theo hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn phân tích tương ứng tổ chức quốc tế - TCVN 5978:1995 (ISO 4221:1980) Chất lượng không khí Xác định nồng độ khối lượng lưu huỳnh điôxit không khí xung quanh Phương pháp trắc quang dùng thorin - TCVN 5971:1995 (ISO 6767:1990) Không khí xung quanh Xác định nồng độ khối lượng lưu huỳnh điôxit Phương pháp tetrachloromercurat (TCM)/Pararosanilin - TCVN 7726:2007 (ISO 10498:2004) Không khí xung quanh Xác định Sunfua điôxit Phương pháp huỳnh quang cực tím -203- - TCVN 5972:1995 (ISO 8186:1989) Không khí xung quanh Xác định nồng độ khối lượng carbon monoxit (CO) Phương pháp sắc ký khí - TCVN 7725:2007 (ISO 4224:2000) Không khí xung quanh Xác định carbon monoxit Phương pháp đo phổ hồng ngoại không phân tán - TCVN 5067:1995 Chất lượng không khí Phương pháp khối lượng xác định hàm lượng bụi - TCVN 6138:1996 (ISO 7996:1985) Không khí xung quanh Xác định nồng độ khối lượng nitơ ôxit Phương pháp quang hóa học - TCVN 7171:2002 (ISO 13964:1998) Chất lượng không khí Xác định ôzôn không khí xung quanh Phương pháp trắc quang tia cực tím - TCVN 6157:1996 (ISO 10313:1993) Không khí xung quanh Xác định nồng độ khối lượng ôzôn Phương pháp phát quang hóa học - TCVN 6152:1996 (ISO 9855:1993) Không khí xung quanh Xác định hàm lượng chì bụi sol khí thu lọc Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử TỔ CHỨC THỰC HIỆN Quy chuẩn áp dụng thay tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5937:2005 – Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh ban hành kèm theo Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18 tháng 12 năm 2006 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam môi trường Trường hợp tiêu chuẩn quốc gia quốc tế phương pháp phân tích viện dẫn Quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo văn [...]... LƯỢNG KHÔNG KHÍ TỪ KẾT 136 QUẢ DỰ BÁO VÀ XÂY DỰNG TRANG WEB DỰ 136 BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ CHO 136 KHU VỰC NGHIÊN CỨU 136 6.1 TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ 136 6.1.1 Giới thiệu cách tính Chỉ số Chất lượng Không khí 136 6.1.2 Quy trình tính toán Chỉ số Chất lượng Không khí 138 6.1.3 Kết quả tính toán Chỉ số Chất lượng Không khí .139 -viii- 6.2 XÂY DỰNG... trình chạy dự báo các mô hình CLKK .125 5.2.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình CLKK 126 CHƯƠNG VI 136 TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TỪ KẾT 136 QUẢ DỰ BÁO VÀ XÂY DỰNG TRANG WEB DỰ 136 BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ CHO 136 KHU VỰC NGHIÊN CỨU 136 6.1 TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ 136 6.1.1 Giới thiệu cách tính Chỉ số Chất lượng Không khí ... trình chạy dự báo các mô hình CLKK .125 5.2.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình CLKK 126 CHƯƠNG VI 136 TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TỪ KẾT 136 QUẢ DỰ BÁO VÀ XÂY DỰNG TRANG WEB DỰ 136 BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ CHO 136 KHU VỰC NGHIÊN CỨU 136 6.1 TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ 136 6.1.1 Giới thiệu cách tính Chỉ số Chất lượng Không khí ... CHẠY DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH KT 113 5.1.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình KT 113 5.1.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình KT .114 5.1.3 Quy trình chạy dự báo các mô hình KT 115 5.1.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình KT 116 5.2 CHẠY DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH CLKK .123 5.2.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình CLKK 123 5.2.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình. .. chỉnh các mô hình CLKK và xử lý kết quả 111 CHƯƠNG V 113 KẾT QUẢ CHẠY DỰ BÁO CÁC HỆ THỐNG 113 MÔ HÌNH KT-CLKK 3D 113 5.1 CHẠY DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH KT 113 5.1.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình KT 113 5.1.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình KT .114 5.1.3 Quy trình chạy dự báo các mô hình KT 115 5.1.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình KT... chạy dự báo các mô hình KT 115 5.1.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình KT 116 5.2 CHẠY DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH CLKK .123 5.2.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình CLKK 123 5.2.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình CLKK 124 5.2.3 Quy trình chạy dự báo các mô hình CLKK .125 5.2.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình CLKK 126 CHƯƠNG VI 136 TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT... DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH KT 113 5.1.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình KT 113 5.1.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình KT .114 5.1.3 Quy trình chạy dự báo các mô hình KT 115 5.1.4 Kết quả chạy dự báo các mô hình KT 116 5.2 CHẠY DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH CLKK .123 5.2.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình CLKK 123 5.2.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình. .. 64 KẾT QUẢ CHẠY MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG 64 MÔ HÌNH KT-CLKK 3D 64 4.1 CHẠY MÔ PHỎNG CÁC MÔ HÌNH KT .64 4.1.1 Miền tính và thời đoạn chạy mô phỏng của các mô hình KT 64 4.1.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình KT .66 4.1.3 Quy trình chạy mô phỏng các mô hình KT 69 -xvii- 4.1.4 Kết quả chạy mô phỏng các mô hình KT 70 Biểu Đồ 4.1 Diễn biến nhiệt độ không khí thời... Kết quả chạy mô phỏng các mô hình KT 70 4.1.5 So sánh kết quả với dữ liệu quan trắc .84 4.1.6 Hiệu chỉnh các mô hình KT và xử lý kết quả 87 4.2 CHẠY MÔ PHỎNG CÁC MÔ HÌNH CLKK 88 4.2.1 Miền tính và các thời đoạn chạy mô phỏng của các mô hình CLKK 88 4.2.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình CLKK 89 4.2.3 Quy trình chạy các mô hình CLKK 93 4.2.4 Kết quả chạy mô phỏng các mô. .. phỏng các mô hình CLKK .94 4.2.5 So sánh kết quả nồng độ O3 với dữ liệu quan trắc 103 4.2.6 Hiệu chỉnh các mô hình CLKK và xử lý kết quả 111 CHƯƠNG V 113 KẾT QUẢ CHẠY DỰ BÁO CÁC HỆ THỐNG 113 MÔ HÌNH KT-CLKK 3D 113 5.1 CHẠY DỰ BÁO CÁC MÔ HÌNH KT 113 5.1.1 Miền tính và thời đoạn chạy dự báo của các mô hình KT 113 5.1.2 Dữ liệu đầu vào của các mô hình KT